Как устроено обоняние человека? Нос как орган обоняния.

Обонятельный мозг состоит из мозговых структур, поддерживающих функцию обоняния. Адекватное взаимодействие организма с внешней средой обеспечивают сенсорные системы. Обоняние относится к врожденным чувствам, помогает находить пищу, участвует в регуляции полового поведения, способствует получению удовольствия от аромата цветов, фруктов. При помощи обоняния человек воспринимает сигналы опасности, например, улавливая и идентифицируя запахи химических веществ или испорченной еды.

Характеристика

В анатомии обонятельный мозг тесно взаимосвязан с лимбической системой, что определяет совместную регуляцию многих функций организма, например, формирование эмоций и восприятие запахов. Обонятельная система в коре проецируется в зоне переднего сегмента гиппокампальной извилины. Обонятельный анализатор воспринимает и анализирует запах. Система поддерживает функции:

1. Определение пригодности пищи по запаху.
2. Регуляция пищевого поведения. Приятный запах еды вызывает аппетит.
3. Стимуляция деятельности пищеварительного тракта. Запах еды по принципу условного рефлекса запускает механизмы переваривания, обработки пищи.

Строение обонятельного мозга предполагает тесное взаимодействие между отделами – миндалиной в пределах лимбической системы, гиппокампом, орбитофронтальным и височным (медиальная часть) участками коркового слоя. Сводчатая извилина (gyrus fornicatus) состоит из частей – поясной, парагиппокампальной извилины, перешейка.

Центральный отдел в пределах обонятельного мозга включает обонятельную луковицу, расположенную на участке переднего мозга, где происходит первичная обработка поступающей из внешней среды информации. Обонятельный центр в пределах головного мозга находится в нижнем сегменте височного и лобного коркового слоев, покрывающих большие полушария.

Корковые отделы выполняют вторичную обработку – идентифицируют запах, сравнивая его с хранящимися данными, образованными в результате накопления жизненного опыта. После идентификации формируется общая реакция организма, адекватная ситуации. В составе центрального отдела объединенных структур – обонятельного мозга и лимбической системы, присутствуют элементы:

• Извилины – парагиппокампальная, поясная, зубчатая, орбитальные.
• Крючок гиппокампа (морского конька).
• Участки коры в лобной, теменной части, височный полюс, островковая зона.
• Ретикулярная формация.
• Базальные ганглии (ядра, образованные серым веществом внутри белого).
• Гипоталамус (область промежуточного отдела мозга, участвующая в регуляции гомеостаза – поддержание постоянства среды организма).
• Прозрачная перегородка (треугольная, тонкая мембрана, разделяющая рога боковых желудочков).

Периферический отдел в пределах обонятельного мозга включает луковицы, треугольники, проводящие пути. Также в состав периферического отдела входят продырявленное вещество (пронизанный отверстиями для кровеносных сосудов участок большого полушария, расположенный на его нижней поверхности кзади от треугольника) и обонятельные полоски (ответвления обонятельной борозды). Часть мозга, какая отвечает за обоняние, взаимодействует с анализатором, который представлен отделами:

1. Рецепторный. Содержит рецепторы, расположенные в слизистой оболочке верхнего отдела носовых ходов. Всего у человека около 10 млн. рецепторов, воспринимающих запахи.
2. Проводящий. Обонятельный нерв, состоящий из 15-20 нервных нитей, проходящих сквозь решетчатую кость в направлении передней ямки черепной коробки.
3. Луковицы (bulbus olfactorius), пути, треугольники и другие подкорковые структуры системы.
4. Корковый участок. Находится в нижнем сегменте височной доли и крючка в области парагиппокампальной извилины.

Обонятельный треугольник – часть мозга, регулирующего функцию обоняния, которая представлена расширением проводящих путей, передающих сигналы от рецепторов к корковому анализатору. Обонятельный треугольник (trigonum olfactorium) граничит с продырявленным веществом. Механизм восприятия запахов реализуется посредством сопоставления пахучих молекул с рецепторами, расположенными в ворсинках нейро-сенсорных клеток.

Отдельные группы рецепторов воспринимают определенные ароматические молекулы. В распознавании одного запаха участвует несколько групп рецепторов, общая численность которых может достигать несколько тысяч. Информация, поступающая по проводящим путям в мозг, обобщается и сравнивается с данными, хранящимися в памяти.

Процесс адаптации информации об ароматическом веществе длится несколько секунд или минут. Длительность процесса зависит от концентрации ароматического вещества в воздухе и скорости прохождения воздушного потока в области обонятельного эпителия. Чувствительность рецепторов человека достаточно велика. Рецептор реагирует на единственную молекулу ароматического вещества.

Строение носа

У человека орган обоняния расположен в носовой полости. На самом деле, не у всех животных орган обоняния связан с носом. Например, у рыб орган обоняния (который, по совместительству, является и органом вкуса) расположен прямо на поверхности тела по всей длине. У человека это устроено немного по-другому — у нас есть нос, который выполняет несколько функций, одной из которых является обоняние.

Давайте разберём базовую анатомию носа. Когда мы говорим о носе с точки зрения анатомии, мы имеем в виду два анатомических образования — наружный нос (nasus externus) и полость носа (cavitas nasi).

Наружный нос

Наружный нос представлен костной и хрящевой частями. На этой иллюстрации из атласа Синельникова хрящевая часть носа подкрашена голубым цветом:

Костная часть наружного носа состоит из двух парных костей — верхней челюсти, а точнее, её лобного отростка (processus frontalis maxillae), и носовой кости (os nasale). Во многих атласах также указывается, что в формировании наружного носа участвует лобная кость. На нашей иллюстрации я выделил лобный отросток нижней челюсти зелёным, а носовую кость — красным.

Хрящевая часть носа состоит из нескольких участков хрящевой ткани. Эти участки довольно крупные и имеют свои названия. Так, крупный пласт хряща, который соединяется с корнем носа, называется латеральным хрящом (cartilago nasi lateralis).

Если мы продвинемся немного к верхушке носа, мы увидим два крупных пласта хрящевой ткани, которые располагаются прямо на крыльях носа. Это — большие хрящи крыльев носа (cartilago alaris major). Латеральнее расположены малые хрящи крыльев носа (carttilagines alares minores), обычно это два или три парных участка хрящевой ткани.

Сейчас мы более подробно остановимся на строении наружного носа в целом. Наружный нос имеет спинку (dorsum nasi), верхушку (apex nasi), крылья (alae nasi) и корень (radix nasi). На этой иллюстрации я обозначил цветами:

• Красным — верхушку носа;
• Зелёным — спинку носа;
• Жёлтым — корень носа;
• Оранжевым — крыло носа.

Как видите, корень носа представлен костной частью, спинка и крылья — хрящевой частью, а кончик носа состоит из хряща и заметного слоя подкожно-жировой клетчатки.

Полость носа

Когда мы говорим о какой-либо полости организма, нам, как анатомам, интересны, прежде всего, её границы. Полость носа не является исключением, поэтому сейчас мы разберём её границы. Для начала давайте посмотрим на полость носа на иллюстрации из моего любимого атласа:

Вот как выглядят верхняя и нижняя границы полости носа:

Чтобы разобрать, какие кости формируют границы полости носа, нам потребуется немного другой рисунок, чуть менее топографический и чуть более костный:

Полость носа граничит сверху с полостью черепа, точнее, с передней черепной ямкой. Эти две полости разделяет рештчатая пластичка решётчатой кости, лобная кость и тело клиновидной кости. На рисунке выше лобная кость выделена светло-бежевым, решетчатая кость — зелёным, а клиновидная кость — жёлтым. Обратите внимание на решетчатую пластину решетчатой кости, она принципиально важна для нашей сегодняшней темы:

Снизу полость носа граничит с полостью рта. Полость носа и полость рта разделяет нёбный отросток верхней челюсти и горизонтальная пластинка нёбной кости (эти два костных образования также называют твёрдым нёбом). На нашей костной иллюстрации верхняя челюсть выделена сиреневым, а нёбная кость — голубым.

Спереди полость носа открывается во внешнюю среду через отверстия ноздрей, а сзади — в глотку, точнее, в её верхнюю часть, которая называется носоглоткой.

Кстати, в носовую глотку, как вы помните, открывается также евстахиева труба, которая соединяет её с полостью среднего уха. Глотка сообщается сразу с тремя полостями — ртом, носом и средним ухом, причём рот и нос сообщаются с внешней средой. Это обуславливает довольно удобные пути распространения инфекции сразу в трёх направлениях. Именно поэтому лечением болезней глотки, уха и носа занимается один врач — отоларинголог.

А мы вернёмся к стенкам носовой полости.

Латеральная стенка полости носа сформирована сразу несколькими костями. Нам повезло, потому что костный препарат, который мы рассматриваем, отлично демонстрирует именно латеральную стенку.

Итак, какие кости формируют латеральную стенку носа? Прежде всего это, конечно, верхняя челюсть, точнее, её лобный отросток и носовая поверхность. Рядом с ней располагается уже знакомая нам нёбная кость с её перпендикулярной пластиной, она также формирует латеральную стенку носа.

Если поднимемся немного выше по латеральной стенке, и продвинемся в сторону кончика носа, мы увидим носовую кость. Смещаясь в противположную сторону, мы увидим малютку слёзную кость, она обозначена серым. Над ней буквально нависают два зелёных округлых образования. Это — части решетчатой кости, которые называются носовые раковины, верхняя и средняя. Третье округлое образование — это нижняя носовая раковина, которая является самостоятельной костью.

Наконец, если мы продвинемся в направлении затылка, мы увидим, что самая задняя часть латеральной стенки сформирована медиальным крыловидным отростком клиновидной кости, этот участок окрашен в желтый цвет.

Вы когда-нибудь ковыряли в носу? Если вам приходилось это делать, вы могли заметить штуку, которая разделяет ваш нос на две части. Это — носовая перегородка (septum nasi). Носовая перегородка является медиальной стенкой каждой половины носовой полости. На этой иллюстрации из атласа Грея мы видим носовую перегородку:

Носовая перегородка, как и многое в нашей сегодняшней теме, имеет костную (pars ossea septi nasi) и хрящевую (cartilago septi nasi) части. Хрящевая часть располагается снаружи, она эластичная и подвижная. Костная часть раположена внутри, она сформирована перпендикулярной пластинкой решётчатой кости и сошником. Отмечу, что все структуры решетчатой кости очень хрупкие, анатомы прошлого из-за этого называли её бумажной костью. Я выделил границы сошника жёлтым, а перпендикулярную пластинку решётчатой кости — голубым:

Носовые раковины и носовые ходы

Это очень лёгкий вопрос, который, почему-то, вызывает большие трудности у многих студентов. Как вы помните, к латеральной стенке носа примыкают три крупных костных ячейки, которые называются носовыми раковинами.

Верхняя и средняя носовые раковины являются составными частями решетчатой (бумажной) кости, а нижняя носовая раковина — это самостоятельная кость, которая неподвижно сочленяется с верхней челюстью и с нёбной костью. Давайте используем натуралистичную картинку из атласа Синельникова, чтобы рассмотреть носовые раковины и носовые ходы.

В носовых раковинах нет ничего сложного, не так ли? Давайте выделим верхнюю носовую раковину голубым, среднюю — жёлтым, а нижнюю — оранжевым.

Носовые раковины не примыкают друг к другу плотно (иначе мы бы не смогли дышать), между ними есть довольно крупные отверстия. Эти отверстия и назыаются носовыми ходами. Верхний носовой ход — это отверстие между верхней и нижней носовыми раковинами, средний носовой ход — это отверстие между средней и нижней носовыми раковинами, а нижний носовой ход — это отверстие между нижней носовой раковиной и твёрдым нёбом.

Также существует общий носовой ход, который является пространством между всеми носовыми раковинами и перегородкой носа.

Функции

Благодаря возможности различать запахи человек получает сведения об окружающей биохимической среде. Другие функции обонятельного мозга связаны с формированием инстинктивных реакций при взаимодействии с окружающим миром. Обоняние в контексте формирования рефлекторных поведенческих паттернов в ответ на внешние стимулы охватывает пищевую, защитную, половую, ориентировочную сферы жизнедеятельности организма. Обонятельный мозг и лимбическая система – это структуры, которые участвуют в регуляции процессов:

1. Формирование эмоций.
2. Поведенческие, мотивационные реакции.
3. Режим сон-бодрствование.
4. Обучение, интуиция и память.

Одоранты – летучие вещества, обладающие запахом. Попадая в носовые ходы, одоранты достигают обонятельного эпителия (Regio olfactorius), где взаимодействуют с хеморецепторами. Обонятельная зона расположена на слизистой поверхности в верхней области носовых ходов, занимает площадь около 2,5 см2, содержит около 50 млн. сенсорных нейронов.

Аксональные ответвления нервных клеток проходят сквозь решетчатую кость в направлении обонятельной луковицы в пределах головного мозга. Здесь отростки образуют синаптические связи с дендритами нервных клеток второго уровня, объединяются в клубочки. К нейронам 2-го уровня относят митральные (самые крупные клеточные элементы) и пучковые клетки. Их ответвления выходят из луковицы, которая представляет собой многослойную нейрональную сеть.

Отходящие от луковицы аксоны нервных клеток (митральных, пучковых) передают сведения в первичные зоны коры, где происходит декодирование стимула, интерпретация информации и формирование рефлекторного адекватного ответа. Затем сигнал передается в центр обоняния, находящийся в корковом слое головного мозга, который регулирует высшие функции психики, где возникает осознанное ощущение аромата.

Одновременно стимул поступает в лимбическую систему, где формируются эмоции и осознанные поведенческие реакции, адекватные воспринятому запаху. Одоранты передаются преимущественно по не миелинизированным (не покрытым защитным слоем миелина) нервным волокнам. Нарушение функции обоняния ухудшает качество жизни человека. Например, у многих людей с подобными расстройствами нарушается пищеварительная функция, что обусловлено тесной взаимосвязью запаха и вкуса еды.

Немного об обонянии

Обоняние — это особое чувство, позволяющее реагировать на ароматы. Пахучие вещества действуют на верхнюю часть слизистой оболочки носа, где находится обонятельный нерв. Говоря проще, обонянием можно назвать способность чувствовать запахи. Каждый человек воспринимает их по-разному, вот поэтому специалисты и выделяют три группы людей:

• Макросматики — имеют тонкое обоняние, чувствительны к ароматам. Они могут различить все существующие оттенки запахов.
• Микросматики — им на определение насыщенности аромата потребуется немного времени. По статистике, таких людей больше всего.
• Аносматики — люди, которые вообще не чувствуют запахов. Их количество невелико.

Обоняние пропало

Иногда случается так, что обоняние человека исчезает или ухудшается. Почему так происходит? Чаще всего это связано с поражением слизистой оболочки носа или внутричерепными процессами. Согласитесь, что потеря обоняния, так же, как и потеря вкуса, — не очень приятная ситуация для человека. Что же является причиной возникновения подобной проблемы?

• Набухание слизистой оболочки носовой перегородки. Это происходит вследствие наличия таких заболеваний, как ОРВИ, ринит, синусит, а также при искривлении перегородки, аллергии, наличии носовых полипов.
• Нарушение секреции слизистой оболочки. При этом реснички, благодаря которым улавливаются запахи, погружены в секрет.
• Нарушение работы обонятельного нейроэпителия. Это происходит при вдыхании токсических веществ, острых инфекциях.
• Черепно-мозговые травмы.
• Опухоли.
• Прием нейротоксических препаратов.
• Некоторые врожденные заболевания.
• Нейрохирургическое вмешательство.
• Нарушение функционирования рецепторов.
• Недоразвитие обонятельных путей.
• Курение.
• Возрастные изменения.

Как можно услышать запах

Органы чувств устроены не настолько сложно, как это кажется на первый взгляд. Запах поступает из окружающей среды, раздражает рецепторы, затем поступает сигнал в мозг и уже его обратная реакция определяет то, как мы чувствуем пахнущие вещества.

Исследование обоняния человека продолжается уже на протяжении нескольких веков. Около 2000 лет тому назад была предложена первая теория о том, как и почему человек ощущает ароматические вещества и какие органы за это отвечают. Если обратиться к теории этих исследований и попытаться вникнуть, то на данный момент выделяют 4 предположения того, как же мы понимаем и слышим пахнущий мир вокруг нас.

Классификация включает в себя следующие способы восприятия запахов:

• Контактный;
• Волновой;
• Физический;
• Химический.

Исходя из исследований ученых, волновая теория не может до конца распространяться на человека, но ее с успехом можно применить к млекопитающим. К примеру, альбатросы способны ощутить запах рыбы, находясь на высоте 3000 метров, а пчелы могут уловить запах меда даже в запаянном ящике.

Физическая теория, выдвинутая ученым Г. М. Дисоном, указывает на то, что молекулы пахнущего вещества способны вступать в химическую реакцию с молекулами обоняния человека и тем самым передавать сигнал в головной мозг посредством нервных окончаний.

Химическая теория говорит о том, что в природе существует всего лишь 7 первичных запахов, которые соединяясь друг с другом, ведут к образованию разнообразных ароматических комбинаций. Ученым Дж. Эймуром была выдвинута гипотеза, что молекулы всех этих комбинаций имеют свою форму. Например, молекула мускуса представлена в виде диска, мяты – в форме клинка, эфиры – в виде палочки. Как ни странно, именно эта теория утвердилась в биологии и анатомии человека.

Возвращаем чувство обоняния

Если утеряна возможность распознавать запахи, ее следует вернуть. По статистическим данным, чаще всего отсутствие обоняния возникает вследствие простудных заболеваний, наличия полипов. Одним словом, когда появилось механическое препятствие, которое не дает наслаждаться ароматами. Исходя из причины, следует принимать решение о том, как вернуть обоняние.

При заболеваниях слизистой оболочки врачи действуют следующим образом:

• Ликвидируют все факторы, которые вызвали потерю обоняния.
• В индивидуальном порядке прописывают медицинские препараты.
• Назначают физиопроцедуры.
• При необходимости используют хирургическое лечение.

Вкус

Вкусовые ощущения – контактные, возникающие при соприкосновении органа чувств (языка) с самим предметом. Чувство вкуса обнаруживает молекулы, растворенные в слюне.

Существуют четыре основных качества вкусовых раздражителей: кислое, сладкое, горькое, соленое. Из комбинаций этих четырех ощущений, к которым присоединяются движения языка, и возникает комплекс вкусовых ощущений.

Вначале сенсорный процесс происходит во вкусовых сосочках, причем каждый из сосочков имеет от 50 до 150 рецепторных клеток, которые быстро изнашиваются от соприкосновения с пищей и затем обновляются. Затем сенсорные сигналы поступают по нервам в задний мозг, таламус и вкусовую кору, обрабатывающую вкусовые ощущения.

Вкусовые ощущения, как и обонятельные, повышают аппетит человека. Анализируя качество пищи, вкусовые ощущения выполняют также защитную функцию и важны для выживания. При голодании вкусовая чувствительность повышается, при насыщении или пресыщении – понижается.

Что делать и чего не стоит использовать

Когда недуг проходит, восстанавливается обоняние. Если пациент пользуется каплями для носа, которые обладают свойством сужения сосудов, то обоняние может не восстановиться после спада отека. Также их долгое употребление может привести к тому, что организм человека к ним привыкнет. Тогда они не будут оказывать облегчающий эффект, а наоборот, могут привести к ухудшению состояния. А именно, из-за долгого употребления капель может появляться отек внутренней поверхности носа. Далее может возникнуть ситуация, что распознавание запахов не вернётся к человеку, даже когда он вылечится от беспокоящего его недуга.

Чтобы не возникло привыкания организма к употреблению капель, следует потерпеть несколько дней и не пользоваться ими. Чтобы облегчить заложенность носа и снять отёчность, рекомендуется использовать раствор соли слабой консистенции. Также в аптеках продаются специальные препараты. Они включают в свой состав морскую соль и снимают отёчность в носу.